專利名稱：定時鏈傳動裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及使驅(qū)動鏈輪和從動鏈輪的相位以規(guī)定的關系同步地進 行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的定時鏈傳動裝置，具體而言，涉及減輕定時鏈的張力波動 影響并減少振動和噪音的機構(gòu)。
背景技術(shù)：
以往，在通常的DOHC型即在氣缸蓋具有驅(qū)動進排氣門的兩個凸 輪軸的發(fā)動機中，定時鏈傳動裝置500如圖5所示構(gòu)成為，通過在驅(qū)動 鏈輪550、從動鏈輪560、從動鏈輪570上架設的鏈條CH傳遞動力， 在鏈條CH的舒緩側(cè)的從動鏈輪560和驅(qū)動鏈輪550之間配置有舒緩側(cè) 的鏈條導軌54,該鏈條導軌54與張緊器T聯(lián)動，并與循環(huán)運轉(zhuǎn)的鏈條 CH滑動接觸而提供適當?shù)膹埩Γ⑶揖哂蟹乐惯\轉(zhuǎn)中的鏈條CH的振 動、橫振的滑動功能。
另外，在鏈條CH的張緊側(cè)的從動鏈輪570和驅(qū)動鏈輪550之間， 釆用由將運行軌道引導限制為規(guī)定跨長(從動鏈輪570的嚙合脫離點至 驅(qū)動鏈輪550的嚙合起始點的軌道長度)的張緊側(cè)的鏈條導軌510構(gòu)成 的導向機構(gòu)。
該舒緩側(cè)的鏈條導軌540通過安裝螺栓、安裝銷等軸支承構(gòu)件P可 擺動地安裝在發(fā)動機的機體E的內(nèi)壁上，通過張緊器T使舒緩側(cè)的鏈 條導軌540的導靴部分向鏈條CH施力。另外，張緊側(cè)的鏈條導軌510 通過安裝螺栓、安裝銷等固定構(gòu)件Q固定設置在發(fā)動機的機體E的內(nèi) 壁上，對循環(huán)運轉(zhuǎn)的鏈條CH的運行軌道進行引導限制(例如參照專利 文獻l)。
在這種定時鏈傳動裝置的設計中，在用于驅(qū)動與左右的凸輪軸聯(lián)結(jié)
軸和曲軸的旋轉(zhuǎn)同步地出現(xiàn)。
另外，該波動是導致曲軸旋轉(zhuǎn)速度或速度波動的重要原因，會在循 環(huán)運轉(zhuǎn)的鏈條CH的張緊側(cè)發(fā)生周期性的負載波動。
例如在直列4缸的情況下，凸輪軸的每一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生4周期的負載波動，而在直列6缸的情況下，凸輪軸的每一次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生6周期的負載 波動。即，在曲軸和凸輪軸上產(chǎn)生與驅(qū)動進排氣門時的負栽轉(zhuǎn)矩波動對 應的張力波動。因此，在上述這種現(xiàn)有的定時鏈傳動裝置500中，由于 是在循環(huán)運轉(zhuǎn)的鏈條CH的張緊側(cè)配置對運行軌道進行引導限制的張緊 側(cè)的鏈條導軌510,因此存在該張力波動的峰值過大的可能，從而必須 采用能夠容許該最大張力的拉伸強度較大的鏈條，這會導致定時鏈傳動 裝置重量增大，并且會由于大張力而產(chǎn)生噪音，從而妨礙小型輕量化和 低噪音的實現(xiàn)。
為了解決上述問題，已知有可以使鏈輪與負載轉(zhuǎn)矩的周期波動同步 而成為非圓形狀，或者改變齒根半徑來防止張力波動的峰值過大的技術(shù) (例如專利文獻2、專利文獻3)。
但是，在使用非圓形的鏈輪或齒根半徑變化的鏈輪的情況下，會隨 著鏈輪的旋轉(zhuǎn)在鏈條上產(chǎn)生垂直運行方向的力和位移，因此導致鏈條的 振動噪音和與鏈條導軌的接觸噪音增大。
專利文獻l:特開2003-214504號公報(第2頁第2段，圖11) 專利文獻2:特開2007-506043號公報(第6至9頁，圖1、 8、 9) 專利文獻3:特開2003-184996號公報(第5頁、第6頁，圖2、3)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題而做出，即本發(fā)明目的在于提供 一種實現(xiàn)鏈條小型輕量化并且提高系統(tǒng)安靜性的定時鏈傳動裝置，特別 是提供一種減輕與驅(qū)動進排氣門時的負載轉(zhuǎn)矩波動對應的張力波動的 影響并防止鏈條的振動噪音的定時鏈傳動裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明之一是定時鏈傳動裝置，其具有驅(qū)動鏈 輪、從動鏈輪、架設于兩鏈輪之間并傳遞旋轉(zhuǎn)力的鏈條，使上述驅(qū)動鏈 輪和從動鏈輪的相位以規(guī)定的關系同步地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，上述驅(qū)動鏈輪 或從動鏈輪中任意一方或雙方鏈輪的鏈輪齒，在該鏈輪的整周上設定為 不等間隔的節(jié)距。
為了進一步解決上述課題，本發(fā)明之二在本發(fā)明之一的定時鏈傳動 裝置的基礎上，上述鏈輪齒的節(jié)距被設定為以與上述負載波動同步的相 位在周向上周期性增減的節(jié)距。
為了進一步解決上述課題，本發(fā)明之三在本發(fā)明之一或二的定時鏈 傳動裝置的基礎上，上述驅(qū)動鏈輪設置在發(fā)動機曲軸上，上述從動鏈輪設置在驅(qū)動發(fā)動機的進排氣門的凸輪軸上，上述負載波動是上述凸輪軸 的負載波動。
本發(fā)明之一的定時鏈傳動裝置具有驅(qū)動鏈輪、從動鏈輪、架設于兩 鏈輪之間并傳遞旋轉(zhuǎn)力的鏈條，使上述驅(qū)動鏈輪和從動鏈輪的相位以規(guī) 定的關系同步地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，上述驅(qū)動鏈輪或從動鏈輪中任意一方或 雙方鏈輪的鏈輪齒，在該鏈輪的整周上設定為不等間隔的節(jié)距，從而使 鏈條從鏈輪齒脫離的相位變化并且改變處于鏈輪之間的鏈條張緊區(qū)間 的鏈條的實際長度，因此能夠使張力變化并吸收負載波動，而不會產(chǎn)生 鏈條運行方向以外的位移和力，能夠使定時鏈傳動裝置整體成為可動部 分少，結(jié)構(gòu)簡化且小型輕量的裝置，并且能夠減輕振動和噪音等。
本發(fā)明之二的定時鏈傳動裝置，在本發(fā)明之一的定時鏈傳動裝置的 效果基礎上，由于上述鏈輪齒的節(jié)距被設定為以與上述負載波動同步的 相位周期性增減的節(jié)距，因此能夠使鏈條從鏈輪齒脫離的相位與負載波 動最適當?shù)赝阶兓?，從而能夠可靠地吸收負載波動，從而減輕鏈條上 作用的最大張力，實現(xiàn)鏈條的小型輕量化并且延長其壽命，還能夠減輕 因張力波動引起的振動和噪音等。
本發(fā)明之三的定時鏈傳動裝置，在本發(fā)明之一或二的定時鏈傳動裝置 的效果基礎上，由于上述驅(qū)動鏈輪沒置在發(fā)動機曲軸上，而上i^W動鏈輪 設置在驅(qū)動發(fā)動機的進排氣門的凸輪軸上，上述負載波動是上述凸輪軸的 負載波動，因此特別是在具有要求小型輕量化和安靜性的凸輪軸的發(fā)動機 中，能夠有效地消除與凸輪軸的負栽波動相伴產(chǎn)生的張力波動的影響，并 且使定時鏈傳動裝置整體成為可動部分少，結(jié)構(gòu)簡化且小型輕量的裝置， 并且能夠減輕振動和噪音等，實現(xiàn)發(fā)動機整體的小型輕量化。


圖l是本發(fā)明一個實施例的定時鏈傳動裝置的鏈輪的鏈輪齒的概略圖。
圖2是圖l所示的本發(fā)明一個實施例的定時鏈傳動裝置的動作說明圖。
圖3是表示圖2所示的動作時的鏈輪齒相位與負載的關系圖。 圖4是圖l所示的本發(fā)明一個實施例的定時鏈傳動裝置與現(xiàn)有例的 實驗結(jié)果比較圖。
圖5是現(xiàn)有定時鏈傳動裝置的概略圖。符號說明如下
170…從動鏈輪(張緊側(cè))；171…鏈輪齒齒；500…定時鏈傳動裝置； 510…張緊側(cè)的鏈條導軌；540…舒緩側(cè)的鏈條導軌；550…驅(qū)動鏈輪； 560…從動鏈輪(舒緩側(cè))；570…從動鏈輪(張緊側(cè))；CH…鏈條；K… 嚙合脫離點；T…張緊器；Q…固定構(gòu)件；E…發(fā)動機的機體。
具體實施例方式
本發(fā)明的定時鏈傳動裝置具有驅(qū)動鏈輪、從動鏈輪、在兩鏈輪之間 架設而傳遞旋轉(zhuǎn)力的鏈條，使上述驅(qū)動鏈輪和從動鏈輪的相位以規(guī)定的 關系同步地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，上述驅(qū)動鏈輪或從動鏈輪中任意一方或雙方 鏈輪的鏈輪齒，在該鏈輪的整周上設定為不等間隔的節(jié)距，能夠通過張 緊器等使張力變化或者吸收負栽波動，不會產(chǎn)生鏈條運行方向以外的 力，能夠使定時鏈傳動裝置整體成為一種可動部分少、結(jié)構(gòu)簡化小型輕 量的裝置，并且能夠減少振動和噪音等，只要能夠獲得這樣的效果，則 對其具體實施方式
沒有限制。
實施例
以下參照附圖對本發(fā)明的定時鏈傳動裝置進行說明。 圖l是本發(fā)明一個實施例的定時鏈傳動裝置的鏈輪的鏈輪齒的概略 圖。圖2是圖l所示的本發(fā)明一個實施例的定時鏈傳動裝置的動作說明 圖。圖3是表示圖2所示的動作時的鏈輪齒相位與負載的關系圖。圖4 是圖l所示的本發(fā)明一個實施例的定時鏈傳動裝置與現(xiàn)有例的實驗結(jié)果 的比較圖。
本發(fā)明一個實施例的定時鏈傳動裝置適用于直列4缸的DOHC發(fā) 動機，凸輪軸每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生4周期的負載波動，除了鏈條的張緊側(cè)的 從動鏈輪的鏈輪齒的節(jié)距以外，其它結(jié)構(gòu)與圖5所示的現(xiàn)有例完全相同。
鏈條CH的張緊側(cè)的從動鏈輪170構(gòu)成為，與凸輪軸每旋轉(zhuǎn)1周的 4周期的負載波動同步地，其鏈輪齒171的相位變化也重復4周期，如 圖1所示，以鏈輪齒171的節(jié)距最大的Pmax的部分，以及節(jié)距最小的 Pmin的部分以45度的間隔交替的方式使節(jié)距周期性地增減。
因此在鏈輪170旋轉(zhuǎn)時，鏈條CH的嚙合脫離點的鏈輪齒171的相 位，與鏈輪齒為等節(jié)距的情況相比，周期性地超前或延遲。
另外，在圖1中為了進行說明而對鏈輪齒171的節(jié)距最大的Pmax 的部分，以及節(jié)距最小的Pmin的部分的節(jié)距進行放大圖示，但是在鏈
6條CH的張緊側(cè)的從動鏈輪170與驅(qū)動鏈輪之間的鏈輪張緊區(qū)間的距離 為300mm左右的直列4缸DOHC發(fā)動機中，實際節(jié)距相對于通常的節(jié) 距寬度增減0.2mm左右即可，不會因節(jié)距的變化而影響鏈條CH的嚙 合。
參照圖2對具有上述結(jié)構(gòu)的鏈條CH的張緊側(cè)的從動鏈輪170的鏈 輪齒171的相位及其動作進行說明。
如圖2 (a)至圖2 (d)所示，在張緊側(cè)的從動鏈輪170上架設鏈 條CH而沿著圖中順時針方向傳遞旋轉(zhuǎn)。鏈條CH在嚙合脫離點K從張 緊側(cè)的從動鏈輪170脫離。
另外，為了對張緊側(cè)的從動鏈輪170的鏈輪齒171進行說明，將節(jié) 距最大的部分Pmax以白色塊示意性表示，而節(jié)距最小的部分Pmin以 黑色塊示意性表示，具體的齒形則省略圖示。另外，在本實施例中，節(jié) 距按照正弦波曲線狀變化。
首先，圖2 (a)的狀態(tài)表示在張緊側(cè)的從動鏈輪170的Pmax經(jīng)過 嚙合脫離點K而隨后Pmin將到達嚙合脫離點K的途中，從圖2(d) 的狀態(tài)起，位于嚙合脫離點K的齒的節(jié)距逐漸變窄而相位延遲速度減 緩，是相當于標準節(jié)距的鏈輪齒位于嚙合脫離點K的狀態(tài)，比標準寬的 節(jié)距的齒全部通過嚙合脫離點，是在嚙合脫離點K相位延遲最大的狀 態(tài)。
接著，圖2 (b)的狀態(tài)，從圖2 (a)的狀態(tài)起，處于嚙合脫離點 K的齒的節(jié)距逐漸變窄而相位超前速度加快，節(jié)距最小的Pmin位于嚙 合脫離點K，是在嚙合脫離點K相位超前速度最快的狀態(tài)。
圖2 ( c)的狀態(tài)表示在張緊側(cè)的從動鏈輪170的Pmin經(jīng)過嚙合脫 離點K而隨后Pmax將到達嚙合脫離點K的途中，從圖2(b)的狀態(tài) 起，位于嚙合脫離點K的齒的節(jié)距逐漸變寬而相位超前速度減緩，成為 相當于標準節(jié)距的鏈輪齒位于嚙合脫離點K的狀態(tài)，比標準窄的節(jié)距的 齒全部通過嚙合脫離點，是在嚙合脫離點K相位超前最大的狀態(tài)。
圖2 (d)的狀態(tài)，從圖2 (c)的狀態(tài)起，處于嚙合脫離點K的齒 的節(jié)距逐漸變寬而相位延遲速度加快，節(jié)距最大的Pmax位于嚙合脫離 點K,是在嚙合脫離點K相位延遲速度最快的狀態(tài)。
這樣， 一邊重復圖2 (a)至圖2 (d)的狀態(tài)一邊周期性地產(chǎn)生相 位的超前和延遲，從而能夠使處于鏈條CH的張緊側(cè)的從動鏈輪170和 驅(qū)動鏈輪之間的鏈條張緊區(qū)間的鏈條CH的實際長度周期性地變化。接著，參照圖3對鏈條CH的張緊側(cè)的從動鏈輪170的鏈輪齒171 的相位和負載波動的關系進行說明。
這里，圖3中的a點至d點分別與圖2 (a)至圖2 (d)的狀態(tài)對應。
首先，在a點，在嚙合脫離點K上的相位延遲最大的狀態(tài)下，處于 鏈條張緊區(qū)間的鏈條CH為實際長度為最短狀態(tài)，從a點到其后的c點， 相位超前，處于鏈條張緊區(qū)間的鏈條CH的實際長度逐漸增大。
該區(qū)間是通過使鏈條CH的實際長度增大而能夠減輕負載增大引起 的張力增大的區(qū)間。
另外，b點是在嚙合脫離點K相位超前速度最快的點，因此鏈條 CH的實際長度的增大速度也最高，在這里使負載最大的點同步，從而 能夠極有效地減輕負載增大引起的張力增大。
其后，在c點，在嚙合脫離點K上的相位最大超前的狀態(tài)下，處于 鏈條張緊區(qū)間的鏈條CH實際長度為最長狀態(tài)，從c點到其后的a點， 相位延遲，處于鏈條張緊區(qū)間鏈條CH的實際長度逐漸縮短。
該區(qū)間是難以減輕負載增大引起的張力增大的區(qū)間，特別是d點是 在嚙合脫離點K相位延遲速度最快的點，鏈條CH的實際長度的減小速 度也最高，因此最難減輕張力的增大，使負載最小的點與該d點同步。
這樣，就能夠提供如下一種定時鏈傳動裝置，即、使鏈條CH的張 緊側(cè)的從動鏈輪170的鏈輪齒171的相位與負載波動以最適當?shù)南辔魂P 系同步，從而能夠有效地吸收負載波動，且不會產(chǎn)生鏈條運行方向以外 的位移和力，能夠減輕鏈條上作用的最大張力，使鏈條小型輕量化，并 且能夠使定時鏈傳動裝置整體成為可動部分少，結(jié)構(gòu)筒化且小型輕量的 裝置，進而能夠防止因鏈條的振動產(chǎn)生的噪音，這種定時鏈傳動裝置的 效果非常顯著。
圖4作為一個例子，以圖表示出了在直列4缸發(fā)動機中，從動鏈輪 170的鏈輪齒171為40齒的情況下的標準鏈輪與本發(fā)明實施例的設定為 不等間隔的節(jié)距的鏈輪的峰值張力(單位kN)的實驗測定結(jié)果。
在本實驗例中，考慮到在曲軸轉(zhuǎn)速低的區(qū)域，凸輪軸的負載波動由 于其它構(gòu)成要素(例如凸輪軸自身的扭轉(zhuǎn)和鏈條導軌的撓曲等)也周期 性地追隨負載波動，可以通過這些要素吸收負載波動，標準鏈輪與本發(fā) 明實施例的設定為不等間隔的節(jié)距的鏈輪的峰值張力基本相同。
但是，在曲軸轉(zhuǎn)速高的區(qū)域，其它構(gòu)成要素已經(jīng)無法周期性地追隨負載波動，僅本發(fā)明實施例的鏈輪齒的周期性的超前和延遲可以周期性 地追隨負載波動，并吸收負載波動，使峰值張力不會上升。
能夠發(fā)揮上述本發(fā)明的顯著效果的轉(zhuǎn)速，取決于發(fā)動機的形式和尺 寸以及其它構(gòu)成要素的尺寸和配置等各種條件，也有轉(zhuǎn)速比本實驗例低 的情況。
另外，通常在提高發(fā)動機性能和實現(xiàn)小型輕量化時，在高轉(zhuǎn)速時經(jīng) 久耐用是重要的課題，而根據(jù)本發(fā)明，轉(zhuǎn)速越高效果越顯著，其效果尤 為突出。
另外，在本實施例中，雖然將鏈輪齒171的相位的超前和延遲以及 從動鏈輪的負載波動設為正弦波曲線形式的周期波動，但即4吏在實際的 負載波動不是正弦波曲線的情況下，只要以在負載最高的旋轉(zhuǎn)角位置使 得嚙合脫離點K上的相位的超前速度為最快的方式設定適宜的鏈輪齒 171的相位的超前和延遲的曲線即可。
另外，在本實施例中，整周被設定為不等間隔的節(jié)距的鏈輪是從動 鏈輪，但是也可以將驅(qū)動鏈輪設定為整周不等間隔的節(jié)距，或者將從動 鏈輪和驅(qū)動鏈輪都設定為整周不等間隔的節(jié)距。
在將驅(qū)動鏈輪設定為整周不等間隔的節(jié)距的情況下，鏈條張緊區(qū)間 處于鏈條運行方向后方，相當于從動鏈輪的嚙合脫離點的點即嚙合起始 點上的相位的超前和延遲與Pmax和Pmin的關系，被設定為與從動鏈 輪的嚙合脫離點的情況完全相反。
另外，對于周期性負載波動以外的各種振動和噪音，也可以通過在 鏈輪的整周上設定為不等間隔的節(jié)距，伴隨鏈輪的旋轉(zhuǎn)而使處于鏈條張 緊區(qū)間的鏈條的實際長度變化，從而不產(chǎn)生鏈條運行方向以外的位移和 力地使張力變化，來防止伴隨共振或共鳴產(chǎn)生的振動和噪音等，其效果 非常顯著。
權(quán)利要求
1. 一種定時鏈傳動裝置，其具有驅(qū)動鏈輪、從動鏈輪、架設于兩鏈輪之間并傳遞旋轉(zhuǎn)力的鏈條，使上述驅(qū)動鏈輪和從動鏈輪的相位以規(guī)定的關系同步地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，其特征在于，上述驅(qū)動鏈輪或從動鏈輪中任意一方或雙方鏈輪的鏈輪齒，在該鏈輪的整周上設定為不等間隔的節(jié)距。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時鏈傳動裝置，其特征在于，上述鏈輪齒的節(jié)距被設定為以與上述負載波動同步的相位在周向上周期性增減的節(jié)距。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定時鏈傳動裝置，其特征在于，上述驅(qū)動鏈輪設置在發(fā)動機曲軸上，上述從動鏈輪設置在驅(qū)動發(fā)動機的進排氣門的凸輪軸上，上述負載波動是上述凸輪軸的負載波動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減小張力波動的影響而實現(xiàn)鏈條小型輕量化并且防止鏈條的振動噪音且提高系統(tǒng)安靜性的定時鏈傳動裝置。定時鏈傳動裝置具有驅(qū)動鏈輪、從動鏈輪、架設于兩鏈輪之間并傳遞旋轉(zhuǎn)力的鏈條，鏈輪(170)的鏈輪齒(171)在該鏈輪(170)的整周上被設定為不等間隔的節(jié)距。
文檔編號F16H7/06GK101469764SQ20081017909
公開日2009年7月1日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者中野義和, 佐倉俊兒, 國松幸平 申請人:株式會社椿本鏈索